40億年后太陽進入氦閃,還能搶救一下嗎?或者地球只能開始流浪?

氦閃是恒星進入老年化的標(biāo)志,也是恒星在主序星階段最后的輝煌時的信號。在夜空中我們看到的很多星星也處于氦閃后的狀態(tài),比如我們經(jīng)常說的參宿四就是一顆已經(jīng)膨脹的恒星。也是距離我們最近,唯一能夠通過天文設(shè)備清楚地看到圓盤狀的恒星。

氦閃后的太陽同樣會變成參宿四的樣子,變成一個體虛的大胖子。對于地球來說,氦閃后的太陽輻射會更強烈,太陽表面活動會更加劇烈,太陽風(fēng)也會更加猛烈。最恐怖的是,我們距離太陽這么遠(yuǎn),本來可以一直保持這個相對距離一直轉(zhuǎn)下去,可太陽氦閃后,我們會驚恐地發(fā)現(xiàn),太陽離我們越來越近了。太陽膨脹前的最大半徑會達到地球軌道,在這樣強大的能量源面前,地球沒有任何掙扎的余地。

那么太陽氦閃后還能搶救一下嗎?有沒有能力讓它恢復(fù)年輕呢?太陽老化并不是整顆恒星老化,而是中心區(qū)域的氫元素燃燒殆盡,取而代之的是氦元素。氦元素比氫元素重,在恒星這顆巨大的氣態(tài)星球里,較重的元素受到重力影響更容易落入中心。而在外圍的氫元素也都只能眼巴巴地看著氦元素開始核聚變,雖然也會有部分氫元素進入中心區(qū)域,但這個量微乎其微。氦元素的核聚比氫元素要猛烈,釋放的能量也更加強大。這個過程中太陽無法維持原有的體積,為了保持引力和壓力平衡,太陽體積就會膨脹。等到中心區(qū)域的氦也消耗完,只剩下了碳時,太陽的內(nèi)部核聚變就會停止。因為太陽的引力所產(chǎn)生的壓力和溫度無法點燃碳聚變,核聚變停止就意味著不再向外輸出能量,沒有了支撐力,太陽引力就會占據(jù)優(yōu)勢,會立刻塌縮成白矮星。

那么我們搞明白了原理后,就能分析為什么太陽會老年化。最大的原因是中心區(qū)域的氫沒有了。太陽是黃矮星,而宇宙中壽命最長的是紅矮星。但紅矮星和黃矮星中心區(qū)域的核反應(yīng)并不一樣,黃矮星中心的氫元素燃燒完畢后得不到補充。但紅矮星卻不同,紅矮星的內(nèi)部具有等離子體對流效果,中心區(qū)域的氫被掉后,其他地方的氫會被等離子體對流效果攪拌到中心。也就是說,整顆紅矮星的氫都能參與到中心區(qū)域進行核反應(yīng)。而黃矮星則沒有這個功能,它只能使用中心區(qū)域有限的氫燃料。

那么,讓太陽恢復(fù)年輕的方法就只能想辦法把中心區(qū)域的燃料攪拌攪拌。用棍子顯然是不現(xiàn)實,用核彈也不行,人家本身就在不斷發(fā)生核爆,將整個地球當(dāng)成核彈投進去都只能撓癢癢。所以,這個方法雖然找到了,但等于沒有。太陽中心能夠燃燒的燃料就算只占很小的一部分,對于地球來說還是一個巨無霸。方法只能從科幻中去尋找,在看了《三體》后發(fā)現(xiàn),有種武器如果用得好是可以拯救恒星的?!度w》中能夠?qū)阈钱a(chǎn)生物理傷害的武器叫“光粒”,這種武器用什么材料做成的我們不知道,但其作用卻恐怖無比,使用光粒加速到接近光速,一發(fā)入魂,直接摧毀恒星。

假如我們的目的不是摧毀恒星,而是將恒星攪拌一下呢?用光粒是否可行?如果這種武器可以存在,那就是可行的。設(shè)定好威力,讓光粒只穿透恒星而不摧毀恒星,理論上就能達到攪拌的目的。用人工方法讓太陽內(nèi)部形成等離子體對流效應(yīng),讓處于外層的氫燃料可以進入中心區(qū)域,太陽內(nèi)部在得到了新的燃料后,就會延緩衰老,返老還童。如果通過精確計算,讓這種等離子體對流現(xiàn)象形成自給自足,理論上來說,太陽的壽命就可以達到千億年。

當(dāng)然,這樣的方法挺難實現(xiàn),首先我們連光粒是啥都不知道。更簡單的方法并不是搶救太陽,也不是讓地球流浪到比鄰星。太陽在氦閃后還有10億年的壽命,如果能在這10億年內(nèi)安全地存活,那么地球還能茍延殘喘10億年??墒翘柡らW后的地球已經(jīng)不安全了,跑到比鄰星的代價實在是太高了。可是如果只是跑到新的宜居帶上相對簡單很多,太陽的膨脹極限大約會在地球軌道。如果將地球放在火星軌道呢?是否就是新的宜居帶?如果地球帶不走,搬到火星上也并不是不可以做到。

所以,當(dāng)太陽發(fā)生氦閃前,我們要么搶救一下太陽,要么就干脆搬家吧。但是現(xiàn)實情況是,等不到太陽氦閃我們就得搬家,大約20億年后太陽的溫度就達到烤干地球的狀態(tài)了。也就是說,咱要搶救太陽還是要搬家,只有20億年的準(zhǔn)備時間。但這里有一個壞消息和一個好消息,壞消息是人類這個物種有極大可能根本就堅持不了20億年就會滅絕。好消息是,太陽烤干地球的時候,我們已經(jīng)不存在了,所以不需要有這樣的煩惱。